如何用源码分析LinkedList
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LinkedList简介
public class LinkedListextends AbstractSequentialList implements List , Deque , Cloneable, java.io.Serializable{ }
LinkedList继承了AbstractSequentialList,主要方法通过迭代器实现。
LinkedList实现了List;所以它是一个队列,支持添加、删除、修改、遍历等操作。
LinkedList实现了Deque;能将它可以当做双端队列进行使用。
LinkedList实现了Cloneable接口,重写了clone方法,因此可以进行克隆。
LinkedList实现了Serializable接口,因此可以进行序列化。
LinkedList的操作是非线程安全的
成员变量
/** 当前集合的头节点 **/ transient Nodefirst; /** 当前集合的尾节点 **/ transient Node last; /** 当前集合的实际节点数量 **/ transient int size;
Node分析
private static class Node{ E item; Node next; Node prev; Node(Node prev, E element, Node next) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; } }
双向链表的具体节点类,每个节点每个节点又包含三个变量:
item
保存当前节点的具体数据prev
保存当前节点的上一个节点next
保存当前节点的下一个节点
构造函数
/** 无参构造一个空的集合 **/ public LinkedList() { } /** 根据已有集合构造一个LinkedList **/ public LinkedList(Collection extends E> c) { this(); addAll(c); }
元素添加
集合添加元素方法主要有以下几个方法:
在集合头部添加元素,通过
linkFirst
方法实现;如:addFirst(E e)
、offerFirst(E e)
、push(E e)
。在集合尾部添加元素,通过
linkLast
方法实现;如:add(E e)
、addLast(E e)
、offer(E e)
、offerLast(E e)
。在集合指定位置添加元素;如:
add(int index, E element)
。在集合中添加新的集合;如:
addAll(Collection extends E> c)
、addAll(int index, Collection extends E> c)
。
private void linkFirst(E e) { final Nodef = first; final Node newNode = new Node<>(null, e, f); first = newNode; if (f == null) last = newNode; else f.prev = newNode; size ++; modCount ++; } public void addFirst(E e) { linkFirst(e); } public boolean offerFirst(E e) { addFirst(e); return true; } public void push(E e) { addFirst(e); }
先获取到首部节点
first
,再根据首部节点生成新的首部节点newNode
如果原首部节点
first
为空,那么尾部节点也为newNode
,否则设置原节点的上一个为newNode
private void linkLast(E e) { final Nodel = last; final Node newNode = new Node<>(l, e, null); last = newNode; if (l == null) { first = newNode; } else { l.next = newNode; } size ++; modCount ++; } public boolean add(E e) { linkLast(e); return true; } public void addLast(E e) { linkLast(e); } public boolean offer(E e) { return add(e); } public boolean offerLast(E e) { addLast(e); return true; }
先获取到尾部节点
last
,再根据尾部节点生成新的尾部节点newNode
如果原尾部节点
last
为空,那么首部节点也为newNode
,否则设置原节点的下一个为newNode
/** 添加元素element到当前集合的index位置 **/ public void add(int index, E element) { //校验index是否合法 checkPositionIndex(index); if (index == size) linkLast(element); else linkBefore(element, node(index)); } /** 检查index合法 **/ private void checkPositionIndex(int index) { if (index < 0 || index > size) { throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + size); } } /** 在给定元素前插入元素 **/ void linkBefore(E e, Nodesucc) { final Node prev = succ.prev; final Node newNode = new Node<>(prev, e, succ); succ.prev = newNode; if (prev == null) { first = newNode; } else { prev.next = newNode; } size ++; modCount ++; } /** 根据index定位元素 **/ private Node node(int index) { if (index < size >> 1) { Node e = first; for (int i = 0; i < index; i++) e = e.next; return e; } else { Node e = last; for (int i = size - 1; i > index; i--) e = e.prev; return e; } }
先校验index位置,如果是最后一个则直接调用
linkLast(E e)
不是最后的位置,则先根据index查找Node节点;如果index小于总长度一般,就从头往尾找,否则就从尾往头部找
最后将元素插入到找到的Node节点前面
/** 通过下面的addAll(int index, Collection extends E> c)方法实现**/ public boolean addAll(Collection extends E> c) { return addAll(size, c); } /** 在当前集合index位置插入集合c中所有元素 **/ public boolean addAll(int index, Collection extends E> c) { //校验index checkPositionIndex(index); Object[] a = c.toArray(); int numNew = a.length; if (numNew == 0) return false; Nodesucc, pred; if (index == size) { succ = null; pred = last; } else { succ = node(index); pred = succ.prev; } for (Object o : a) { Node newNode = new Node(pred, o, null); if (pred == null) first = newNode; else pred.next = newNode; pred = newNode; } if (succ == null) { last = pred; } else { pred.next = succ; succ.prev = pred; } size += numNew; modCount ++; return true; }
元素移除
元素移除主要有以下几个方法:
移除指定位置的元素,通过
unlink
方法实现;如:``remove(int index)`。移除链表中指定的对象;如:
remove(Object o)
。移除集合头部元素,通过
unlinkFirst
方法实现;如:remove()
、removeFirst()
、poll()
、pollFirst()
、pop()
。移除集合尾部元素,通过
unlinkLast
方法实现;如:removeLast()
、pollLast()
。
E unlink(Nodex) { final E element = x.item; final Node prev = x.prev; final Node next = x.next; if (prev == null) { first = next; } else { prev.next = next; x.prev = null; } if (next == null) { last = prev; } else { last.prev = prev; x.next = null; } x.item = null; size --; modCount ++; return element; } public E remove(int index) { checkElementIndex(index); return unlink(node(index)); } private void checkElementIndex(int index) { if (index < 0 || index >= size) { throw new IndexOutOfBoundsException("Index: " + index + ", Size: " + size); } }
通过
checkElementIndex
方法校验索引index
。通过
unlink
方法移除掉此节点。
public boolean remove(Object o) { if (o == null) { for (Nodex = first; x != null; x = x.next) { if (x.item == null) { unlink(x); return true; } } } else { for (Node x = first; x != null; x = x.next) { if (o.equals(x.item)) { unlink(x); return true; } } } return false; }
先判断对象o是否为
null
。循环所有节点 判断每个节点的元素值是否和对象o相等;如果相等就移除掉该节点并返回
true
。
private E unlinkFirst(Nodef) { final E element = f.item; final Node next = f.next; f.item = null; f.next = null; first = next; if (next == null) { last = null; } else { next.prev = null; } size --; modCount ++; return element; } public E remove() { return removeFirst(); } /** 移除集合头部元素,如果元素为空,抛出NoSuchElementException异常 **/ public E removeFirst() { final Node f = first; if (f == null) throw new NoSuchElementException(); return unlinkFirst(f); } public E poll() { return pollFirst(); } /** 移除集合头部元素,如果元素为空则返回null **/ public E pollFirst() { final Node f = first; return f == null ? null : unlinkFirst(f); } public E pop() { return removeFirst(); }
private E unlinkLast(Nodel) { final E element = l.item; final Node prev = l.prev; l.item = null; l.prev = null; last = prev; if (prev == null) { first = null; } else { prev.next = null; } size --; modCount ++; return element; } /** 移除集合尾部元素,如果元素为空,抛出NoSuchElementException异常 **/ public E removeLast() { final Node l = last; if (l == null) throw new NoSuchElementException(); return unlinkLast(l); } /** 移除集合尾部元素,如果元素为空则返回null **/ public E pollLast() { final Node l = last; return l == null ? null : unlinkLast(l); }
元素查找
元素查找主要有以下几个方法:
查找指定位置的元素;如:
get(int index)
。查找集合头部元素;如:
element()
、getFirst()
、peek()
、peekFirst()
。查找集合尾部元素;如:
getLast()
、peekLast()
。
public E get(int index) { checkElementIndex(index); return node(index).item; }
public E element() { return getFirst(); } /** 查找集合头部元素,如果元素为空,抛出NoSuchElementException异常 **/ public E getFirst() { final Nodee = first; if (e == null) throw new NoSuchElementException(); return e.item; } public E peek() { final Node node = first; return node == null ? null : node.item; } /** 查找集合头部元素,如果元素为空就返回null **/ public E peekFirst() { final Node node = first; return node == null ? null : node.item; }
/** 查找集合尾部元素,如果元素为空,抛出NoSuchElementException异常 **/ public E getLast() { final Nodee = last; if (e == null) throw new NoSuchElementException(); return e.item; } /** 查找集合尾部元素,如果元素为空就返回null **/ public E peekLast() { final Node node = last; return node == null ? null : node.item; }
元素更新
元素更新只有一个方法:set(int index, E e)
public E set(int index, E element) { checkElementIndex(index); //查询index位置的节点 Nodenode = node(index); E oldValue = node.item; //设置为最新元素 node.item = element return oldValue; }
先判断索引
index
是否越界获取节点
node
及原元素oldValue
将节点
node
设置为新的元素element
返回原元素
oldValue
。
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